homebuilt reflow soldering

Short notes - setup for homebuilt PCB prototypesKurze Notizen - Setup für Prototypen

Since many PCBs I use contain quite a number of SMD parts, soldering by hand became increasingly tedious. So, I took the opportunity to build a poor man's reflow oven using the approach from github.com/apollo-ng/picoReflow, something I always wanted to try.Da viele meiner PCBs eine ganze Menge SMD-Teile haben, wurde Löten von Hand zunehmend lästig. Also habe ich die Gelegenheit genutzt und einen "poor man's" Reflow-Ofen nach dem Ansatz von github.com/apollo-ng/picoReflow gebaut - etwas, das ich schon lange ausprobieren wollte.

Below you see the results. It works nicely with a used oven and a bit of tinkering. Now I can reflow solder smaller components and those that cannot be soldered by hand. I already have a few ideas what I can use that for in the future.Unten sieht man die Ergebnisse. Es funktioniert gut mit einem gebrauchten Ofen und etwas Bastelei. Jetzt kann ich auch kleinere Bauteile und solche, die sich von Hand kaum löten lassen, per Reflow verarbeiten. Ich habe schon ein paar Ideen, wofür ich das in Zukunft nutzen kann.

Reflow ovenReflow-Ofen

Bought a used oven and repurposed it for reflow.Gebrauchten Ofen gekauft und für Reflow umgebaut.
Solid state relay (SSR) + Raspberry Pi Zero for control. Temperature is measured with a PT100.Solid State Relay (SSR) + Raspberry Pi Zero zur Steuerung. Temperaturmessung mit PT100.
Based on this example: github.com/apollo-ng/picoReflow.Basierend auf diesem Beispiel: github.com/apollo-ng/picoReflow.

Reflow solderingReflow-Löten

My first attempt with a self-milled, very simple PCB (how to build that: milling PCBs at home). Just an AVR tiny uC with a LED, breakout and programming interface.Mein erster Versuch mit einer selbst gefrästen, sehr einfachen PCB (wie das geht: PCBs zu Hause fräsen). Nur ein AVR tiny uC mit LED, Breakout und Programmierinterface.

Self-milled PCB before paste — Self-milled PCB for the first test run.Selbst gefräste PCB für den ersten Testlauf.

PCB with solder paste applied — First try with paste applied by hand using the syringe. Paste: SMD291SNL from Chip Quik.Erster Versuch: Paste per Hand mit der Spritze aufgetragen. Paste: SMD291SNL von Chip Quik.

PCB with components placed — Components placed with SMD tweezers.Bauteile mit SMD-Pinzette gesetzt.

Web interface for oven control — Web interface for the oven. Temperature profile set for the paste (more or less: set temperature green, actual temperature white).Web-Interface für den Ofen. Temperaturprofil für die Paste gesetzt (mehr oder weniger: Solltemperatur grün, Isttemperatur weiß).

Next the PCB is put into the oven and the temperature ramp is executed.Danach kommt die PCB in den Ofen und der Temperaturverlauf wird gefahren.

PCB after reflow — The PCB after the run worked as expected. (Note that this was my first try so the temperature profile was different (hotter!) from the one shown above.)Die PCB nach dem Lauf funktioniert wie erwartet. (Das war mein erster Versuch, daher war das Temperaturprofil anders (heißer!) als oben gezeigt.)

Applying soldering paste via home-made stencilLötpaste per selbstgebauter Schablone

Using overhead transparencies I use the same mill as for the PCBs to manufacture a home-made stencil. Details coming soon.Mit Overhead-Folie nutze ich dieselbe Fräse wie für die PCBs, um eine eigene Schablone herzustellen. Details folgen.

Reflow soldering commercial PCBReflow-Löten einer kommerziellen PCB

After I established the temperature profiles and did a few runs as shown above, I reflow-soldered a PCB for the inki project. In this case I use a commercial PCB and a stainless steel stencil. Applying the paste works very nicely as you would expect, see photo below with the components placed.Nachdem die Temperaturprofile passen und ich ein paar Läufe wie oben gemacht habe, habe ich eine PCB für das inki-Projekt reflow-gelötet. Hier nutze ich eine kommerzielle PCB und eine Edelstahl-Schablone. Das Auftragen der Paste klappt sehr gut, wie erwartet - siehe Foto unten mit den bestückten Bauteilen.

Components placed before reflow — Components placed on the pads before reflow.Bauteile vor dem Reflow auf den Pads platziert.

Components aligned after reflow — After reflow. Note that some components "swim" onto their pads.Nach dem Reflow: Einige Bauteile "schwimmen" auf ihre Pads.